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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于机器学习的煤自燃预测研究进展及展望
  • 53
  • 作者

    邓军 杨成 任立峰 李鑫 王彩

  • 单位

    西安科技大学安全科学与工程学院西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室

  • 摘要
    煤炭开采面临着煤自燃灾害的严重威胁,预测作为防治煤自燃灾害发生的重要环节之一,可以提前发现潜在的煤自燃风险,从而采取措施确保煤炭安全开采。机器学习方法,能够很好的分析与处理煤自燃与各项预测指标之间复杂关系,在煤自燃预测方面得到了广泛的研究。因此,对机器学习在煤自燃预测中的研究进行了全面的综述,分析其在预测中面临的难点并展望其发展方向。首先,分析机器学习在煤自燃温度、危险性及其他方面预测的主要预测指标,简述了应用于煤自燃预测的特征工程。其次,分析了机器学习在煤自燃预测领域的主要研究进展,包括人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)、支持向量机(Support Vector Machines, SVM)、聚类分析(Cluster Analysis, CA)和集成学习(Ensemble learning, EL)等算法的应用,总结应用于煤自燃预测的优化算法,同时也提出了目前机器学习应用于煤自燃预测存在的问题,例如预测指标选择有待商榷、训练样本较少且无法全面反映现场实际情况等问题。最后,展望了基于机器学习的煤自燃预测的未来发展方向,具体包括:在预测模型所需数据方面,着重于提升样本数量和质量;在煤自燃预测指标选择方面,构建煤自燃预测指标自适应优选模型;在煤自燃预测技术方面,开发煤自燃灾害预测大模型。随着计算性能的提升,有望开发出适用于煤矿所有灾害的大型语言模型,以提高对煤矿灾害事故的防范化解能力。
  • 关键词

    煤自燃机器学习煤自燃预测特征选择优化算法

  • 文章目录


    0 引言
    1 煤自燃预测指标选用研究现状
    1.1 煤自燃温度预测中的指标选择
    1.2 煤自燃危险性预测中的指标选择
    1.3 煤自燃其他方面预测中的指标选择
    2 煤自燃中的特征工程
    2.1数据填补方法
    2.2主成分分析法
    2.3灰色理论
    3 用于煤自燃预测的机器学习算法
    3.1 人工神经网络
    3.2 支持向量机
    3.3 聚类分析
    3.4 集成学习
    3.5 判别分析
    3.6 其他
    3.7 煤自燃预测中的优化算法
    3.7.1 粒子群优化算法
    3.7.2 遗传算法
    4 展望
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